Объектно–информационные модели

Объектный подход к информационному моделированию берет свое начало в сфере объектно–ориентированного программирования (ООП), возникшего в 1970–х годах. Главным понятием здесь является «объект».

Объект – часть окружающей нас действительности.

Понятие объекта является очень широким и объединяет в себе как реальные, осязаемые предметы (например: кресло, автомобиль, мост), так и образы, созданные мышлением человека (например: стихотворение, музыкальное произведение, математическая теорема).

Информационная модель объекта должна отражать некоторый набор его свойств. Свойства объекта – это совокупность признаков, которые отличают его от других объектов. Примеры объектов и их свойств приведены в таблице 1.

Таблица 1.

У каждого конкретного объекта свойства имеют определенные значения. В таблице 2 приведены значения свойств.

Таблица 2.

Состояние объекта характеризуется перечнем всех возможных его свойств и текущими значениями каждого из этих свойств. Изменение состояния объекта отражается в его информационной модели изменением значений его свойств. Как правило, объекты не остаются неизменными. Например, растет стаж работы учителя И.И. Иванова; на жестком диске изменяется объем занятой памяти; документ может быть перенесен на другой диск, в другую папку и пр. Все эти процессы в информационной модели отражаются изменениями значений свойств.

В объектно–информационной модели отражаются не только свойства, но также и поведение объекта. Поведение объекта – действия, которые могут выполняться над объектом или которые может выполнять сам объект. В таблице 3 приведено поведение объектов.

Таблица 3.

Объекты, обладающие одинаковыми свойствами и поведением, образуют класс объектов.

Каждый объект является экземпляром какого–либо класса. Все студенты обладают одним и тем же набором свойств (имя, институт, факультет, специальность, курс) и поэтому образуют класс объектов. Присвоим этому классу имя «СТУДЕНТ». Каждый конкретный студент – экземпляр этого класса (или объект). Следовательно, «Студент» – экземпляр класса «СТУДЕНТ». Аналогично можно ввести класс «ЖЕСТКИЙ ДИСК», объединив в нем все жесткие диски. Тогда «Жесткий диск» – экземпляр класса «ЖЕСТКИЙ ДИСК». Таким образом, экземпляр класса (объект) – это конкретный предмет или образ, а класс определяет множество объектов с одинаковыми свойствами и поведением. Класс может порождать произвольное число объектов, однако любой объект относится к строго фиксированному классу [20].

Иерархии классов. Объектно–информационные модели имеют иерархическую структуру (дерево). Иерархичность проявляется в том, что некоторый класс сам может быть подмножеством другого, более широкого класса. Пример иерархической классификации: вид «Автомобили» включает в себя два класса: «Легковые» и «Грузовые»; в свою очередь, «Легковые» автомобили делятся на: «Хэтчбек», «Седан», «Универсал», «Джип», «Кабриолет» и т.д.

В такой иерархической структуре между классами определяется отношение наследования.

Наследование – это такое отношение между классами, когда один класс повторяет свойства и поведение другого класса.

Пример. На рисунке 3.2 рассмотрена система классов, отражающих сведения о различных видах печатных устройств.

Рис. 3.2 Печатные устройства

Свойства и поведение, присущие каждому классу, отражены в таблице 4.

Общие свойства располагаются в суперклассе «Печатные устройства». Эти свойства наследуются классами «Принтеры», «Копиры», «Многофункциональные устройства», «Печатная машинка». Свойства объектов «Скорость печати», «Качество печати», «Нагрузка» наследуются от класса «Принтеры».

Таким образом, объектно–информационная модель включает в себя описание иерархической системы классов, между которыми действуют отношения наследования. Для каждого класса определяется совокупность присущих ему свойств, указывается, какие свойства являются наследуемыми, а какие – индивидуальными.